В небе флюгерная утка

[VVS_]

Однако есть преимущество в виде общего Cy и лучшего АК в области малых Cy, вот модель и гоняла быстрее классики в сильный ветер.
Для компактного моторного аппарата (не планера) эти преимущества можно использовать, только процент их совсем невелик, а конструктивный геморрой большой.

 

[Lapshin]

есть преимущество в виде общего Cy и лучшего АК в области малых Cy, вот модель и гоняла быстрее классики в сильный ветер.

Это нагрузка на квадрат размаха - при равной получится примерно то на то.
Вот еще что скажу: два крыла можно разместить близко друг относительно друга, одно за другим - так, что макс. качество получится выше эквивалентного крыла равного размаха и площади. Правда, это преимущество реализовано в сравнительно остро настроенном единственном режиме: шаг влево, шаг вправо - побег.
Такая работа проводилась в начале 80-х, с получением озвученных результатов - но ни в одном проекте магистрального самолета не реализовано.

 

[VVS_]

Долгими зимними вечерами...
В утке есть один большой плюс. Она учит работать в программе XFLR5.
График с неустойчивой уткой - имитация работы ФПГО и более задняя центровка.

 

[Lapshin]

Долгими зимними вечерами...
В утке есть один большой плюс. Она учит работать в программе XFLR5.

Это - да. Кстати, когда-то давно я делал модельку по схеме тандема, где каждое крыло было закреплено к фюзеляжу шарнирно по передней кромке, и связаны они между собой антипараллелограммом. Таким образом, увеличение подъемной силы на одном из крыльев, приводит к уменьшению его угла атаки и, соответственно, к увеличению угла атаки другого - так, что подъемные силы опять уравниваются на любых реджимах и при любых воздействиях. Модель летала очень неплохо - особенно интересно было наблюдать, как на малых скоростях, от скоса потока за передним крылом, угол атаки заднего увеличивался больше ожидаемого.
Но применения этому решению я не нашел - разве, только в экранопланах, поклонником которых я не являюсь. Но, коль скоро обсуждается флюгерная утка, то озвученное решение является еще более далеким продвижением по этому же пути.
Попробуйте пробить и такую схему - возможно, какие-то, умозрительно не ожидаемые эффекты проявятся.

 

[VVS_]

Результаты обескураживают.
Разложил крыло классики с хордой метр на 2 крыла тандема с хордой по 500 мм,  Графики Cl/Cd почти совпали.
Затем уменьшил хорду у крыльев тандема до 400 мм, результат на картинке.

При этом положительный См удалось получить когда переднее крыло поставил на угол +0.5 градусов и поднял выше заднего на 600 мм, при этом и АК подросло.

То есть.. площадь двух крыльев тандема меньше чем одно крыло классики... а выигрыш в общем Cy просто обалдеть.

Пробовал поставить переднее крыло в минус, См сразу летит в минус и АК хуже.

Напоминает рутановский узкокрылый тандем...

Центровка на фото там где находятся оси координат.

 

[Lapshin]

Разложил крыло классики с хордой метр на 2 крыла тандема с хордой по 500 мм,  Графики Cl/Cd почти совпали.
Затем уменьшил хорду у крыльев тандема до 400 мм, результат на картинке.

При этом положительный См удалось получить когда переднее крыло поставил на угол +0.5 градусов и поднял выше заднего на 600 мм, при этом и АК подросло.

То есть.. площадь двух крыльев тандема меньше чем одно крыло классики... а выигрыш в общем Cy просто обалдеть.

Это вполне соответствует моему высказыванию в Ответ #763 .Памятуя, качественно, те результаты, осмелюсь предположить, что, поварьировав взаиморасположениями крыльев (  сближением, деградацией  и превышением) можно найти оптимальное.
Но я предыдущем тексте я говорил о том, что выбирается лишь разнос крыльев - а деградация получается сама собой из условия равенства подъемных сил переднего и заднего крыльев.

 

[VVS_]

Можно ли на практике реализовать эти преимущества? Требования к прочности фюзеляжа на скручивание в таком  "длинном" тандеме видимо, запредельные...

Видится мне, если в тандеме два крыла флюгерные, то потребуется дополнительное ГО.. Помоему резонно оставить флюгерным только переднее крыло.

 

[VVS_]

Опустил нижнее крыло на 600 мм от оси. Итого между крыльями 1200 мм по высоте.
Прирост вообще  обескураживает...
Судя по См - рабочий диапазон вполне себе широкий.

 

[VVS_]

Уменьшил хорду до 300 мм. Ставки растут) Кто нибудь объясните что происходит? Площадь обоих крыльев уменьшается, а все растет? 🙂

 

[Lapshin]

Видится мне, если в тандеме два крыла флюгерные, то потребуется дополнительное ГО.. Помоему резонно оставить флюгерным только переднее крыло.

В случае одного жестко закрепленного и одного флюгируемого крыла, Вы получите ту же флюгируемую утку, только с равными крыльями ( что, впрочем, возможно, и неплохо) и прирост силы на фиксированном крыле никак не повлияет на силу флюгируемого крыла - что никак не в пользу продольной устойчивости.
Во взаимосвязанных крыльях (моем варианте) силы всегда строго (в первом приближении) равны и ни пикирующего, ни кабрирующего момента при локальном  воздействии на любой из планов, не возникает.
А для продольного управления дополнительного плана не потребуется. Возьмем, для примера, безмоментные профили на каждом из крыльев: тогда подъемная сила приложена на четверти хорд каждого из крыльев, при симметричном антипараллелограмме, система уравновешена, когда моменты от переднего и заднего крыльев равны, а суммарная сила приложена посередине между осями вращения переднего и заднего крыльев, и, при совпадении с ЦТ, аппарат уравновешен при любом порыве. Для создания продольного момента достаточно изменить кривизну любого из профилей при помощи механизации задней кромки, или ее части (обычного руля): при отклонении руля на заднем крыле вниз, приведет к смещению центра давления крыла назад - и для сохранения равенства моментов, потребуется уменьшение (я не ошибся) подъемной силы на заднем крыле, из-за чего возникнет кабрирующий момент. В случае рулей на переднем крыле, произойдет то же самое.

 

[Sergey3963]

Вадим, спасибо за представленные сравнительные виртуальные показатели!

Признаться, выгоды простой флюгерной утки оказались весьма скромными, тем не менее, присутствуют в области высоких скоростей. Кроме того, есть некоторый резерв их повысить, например, применением крутки крыла в центроплане для некоторой компенсации потерь Су крыла в зоне действия скоса потока ФПГО,  установкой винглет, которые в любом случае необходимы для курсовой устойчивости, и максимально (частично) отвести след спутной струи ФПГО от крыла.

Но самым интересным было бы провести сравнение обеих схем с применением механизации. Именно здесь могут проявиться выгоды флюгерной утки. Конечно, теперь, когда известна степень негативных последствий интерференции для простого аппарата, ожидать  выдающихся результатов от механизированного варианта не стоит. Но хотя бы и виртуальные показатели могут показать, чего можно ожидать.

 

[Вячеслав Ш.]

В настоящее время в области моделизма очень развита тема электронной стабилизации и автопилотов ( игрушками их уже не назовешь) , имеются в продаже готовые системы и их активно используют на любых видах моделей л.а.. Если такую систему установить на самолет любой схемы , то можно получить   усточивый к атмосферным возмущениям аппарат .  Например триммеры на рулях с приводом от актуаторов управляемые  такой системой. На этом  самолете рули высоты расположены на заднем крыле ,  на переднем крыле закрылки вот их наверно можно использовать как стабилизирующие поверхности .

 

[Вячеслав Ш.]

Вот например  https://www.youtube.com/watch?v=OuZi3sQW9Us

 

[VVS_]

от например  https://www.youtube.com/watch?v=OuZi3sQW9Us

Странный мужик, у него в канале тангажа полярность сигнала гироскопа неверная 🙂 РВ усиливает начатое движение)

Гиростабилизаторы я не применяю т.к. планерист. С пилотажками завязал давно.
Если вы посмотрите на графики См - продуваемые образцы устойчивы, там выбрана соответствующая центровка и углы установки.
Разница между устойчивой и неустойчивой конфигурацией  утки не существенна (2 ед. качества). Если даже неустойчивая конфигурация проиграла, гироскопы бессмысленны.

Разница между устойчивой и неустойчивой конфигурацией тандема с узкими крыльями, на удивление, едва заметна.

 

[VVS_]

Вы получите ту же флюгируемую утку, только с равными крыльями ( что, впрочем, возможно, и неплохо) 

На продувках образец с зафиксированными поверхностями. Можно имитировать лишь частный случай, например поставить переднее под небольшой минус и двинуть центровку назад. Но такая конфигурация тандема мало выигрывает у обычного. Однако выигрыш можно использовать.
Я так понимаю, в вашей версии два флюгерных крыла связаны системой перекрестных тяг, которая при отклонении первого крыла в минус, отклоняет второе в плюс ? Или как то иначе? Пока не могу понять в чем смысл связи крыльев.

 

[VVS_]

например, применением крутки крыла в центроплане для некоторой компенсации потерь Су крыла в зоне действия скоса потока ФПГО,  у

У всех центропланов во всех экспериментах установочный угол +2 градуса, ушки стоят по нулям. То есть крутка крыла применена. На планере рутана на заднем рыле стояли закрылки, строго по размаху ПГО. Но полностью проблему это не решает, то что происходит с центропланом напротив законцовок ПГО трудно чем-либо  исправить.  В этом плане тандем интереснее т.к. на заднем крыле равные условия по размаху, без жестких переходов. Под воздействием скоса потока заднее крыло само по себе занимает более положительный угол и все решается. На графиках Cl двух крыльев видно.

 

[VVS_]

Вот так подъемная сила распределилась на утке по пропорциям близкой к ЮАН115.

В центроплане просто сожрана та часть Су, которая появилась на ПГО, за вычетом потерь.. "площадь фигуры" над ПГО существенно меньше.

 

[Lapshin]

Я так понимаю, в вашей версии два флюгерных крыла связаны системой перекрестных тяг, которая при отклонении первого крыла в минус, отклоняет второе в плюс ? Или как то иначе? Пока не могу понять в чем смысл связи крыльев.

Примерно правильно - только СИСТЕМЫ тяг нету - просто, на каждой оси навески крыла стоят кабанчики: один вверх, другой вниз. Они связаны между собой тягой, перпендикулярной каждому из кабанчиков в нейтрали. Примерно так: прошу пардону за наскоро сделанную схему.
На самом деле, кабанчики вовсе не обязаны быть одинаковыми и перпендикулярными тяге - но изменение каждого из параметров существенно усложняет картину, хотя при помощи этого можно решать задачи устойчивости и, в общем, динамики.
Я почему говорил, что такое решение было бы актуально в экранопланах: если он летит, например, над большими волнами, то от расстояния каждого крыла до воды зависит подъемная сила и механизм, отрабатывая углами, сохранит равенство сил при любом рельефе подстилающей поверхности.
А вдалеке от земли отрабатываются порывы, сдвиги и пр.
Примечание: на картинке летим влево.

 

[VVS_]

Примечание: на картинке летим влево.

Профили при этом S-образные?

 

[Lapshin]

Профили при этом S-образные?

Нет, рассуждения касаются безмоментных, т.е. симметричных, либо профилей, типа серии NACA230, которые можно назвать S-образными, разве, что, с очень большой натяжкой. Хотя, наверное, для любых профилей закономерность сохранится, за исключением линейности.